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Statistical Methods for Coexistence in Future Wireless Networks

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Den Mangel an Funkfrequenzbändern überwinden

Mit der explosionsartigen Zunahme aller drahtlosen Dinge werden schnell die Funkfrequenzspektren knapp. Eine EU-Initiative versucht nun, diesem Mangel an Funkfrequenzen ein Ende zu setzen.

Digitale Wirtschaft

Nahezu sämtliche drahtlosen Geräte sind vom Zugang zum drahtlosen Hochfrequenzspektrum abhängig. Und obwohl es endlich ist, muss das Funkfrequenzspektrum einen Datenverkehr meistern, der mit beispielloser Geschwindigkeit anwächst. Außerdem ist der Zugriff aufgrund strenger Rechtsvorschriften beschränkt. Um dieses Problem zu lösen, erkundete das EU-finanzierte Projekt COEXIST (Statistical methods for coexistence in future wireless networks) ein von Aufsichtsbehörden vorgeschlagenes Verfahren, bei dem das Spektrum effizienter und kooperativer genutzt wird und das diesem Mangel abhelfen kann. Das Projekt konzentrierte sich auf den opportunistischen Frequenzzugang (Opportunistic Spectrum Access, OSA), an dem das Interesse angesichts der Möglichkeit wächst, mehrere wichtige Herausforderungen einschließlich der Knappheit an Funkfrequenzspektren zu meistern, mit denen es zukünftige Generationen von drahtlosen Systemen zu tun bekommen. OSA erhöht die Gesamtspektrumseffizienz, indem es nicht lizenzierten (sekundären) Nutzern die Verwendung nicht genutzter (primärer) Spektren gestattet. Dies geschieht ohne unerwünschte Folgen für die primären Lizenznehmer. Die Projektpartner vermaßen den Effekt der sekundären Access-Point-Discovery-Leistung auf die Datenübermittlungskapazität von Zellen in einem Mobilfunknetz, das von einem Mast bereitgestellte Funkabdeckung liefert. Man definierte die Grundschwelle für Interferenzdichte. Ebenfalls wurden mehrere Optimierungsaspekte ermittelt, die Gestaltungsrichtlinien für energieeffiziente kleine Zellennetze ergeben. Das Team entwickelte ein Framework, das sich dem Koexistenzproblem bei drahtlosen Netzwerken unter Berücksichtigung von Netzwerken und OSA-Protokolle widmet. Das Framework wird genutzt, um noch besser das Netzwerkdesign für eine optimale Frequenznutzung zu durchschauen. Die Projektmitglieder haben überdies die positiven Auswirkungen der Netzkoexistenz auf die Vertraulichkeit der Kommunikation gemessen sowie ein neues Koexistenz-Paradigma definiert. Die zukünftige Arbeit wird es im Endeffekt ermöglichen, dass mehrere Netzwerke das gleiche Funkfrequenzspektrum gemeinsam nutzen. Das Potenzial auf eine Linderung des Mangels an Frequenzen sollte zur Erfüllung der Erfordernisse besserer, schnellerer und robusterer drahtloser Technologien beitragen.

Schlüsselbegriffe

Funkfrequenzbänder, Funkfrequenzspektrum, Mangel an Frequenzen, drahtlose Netzwerke, opportunistischer Frequenzzugang

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